环境因子对重庆缙云山林地土壤呼吸动态特征的作用

以重庆缙云山区毛竹林和阔叶林为研究对象,研究土壤呼吸日变化、季节变化和年变化特征与环境因子的关 系。用LI-8100 对重庆缙云山区毛竹林和阔叶林的土壤呼吸速率进行测定。结果表明:1)2 种林分的土壤呼吸速 率日变化较为平缓。毛竹林和阔叶林的土壤呼吸速率最大值分别出现在16:0018:00 和10:0020:00,最小值 分别出现在06:00 和04:0010:00。2 种林分的土壤呼吸月变化均表现为生长季明显高于非生长季。毛竹林的土 壤呼吸季节变化明显,从3 月开始土壤呼吸速率不断升高,7 或8 月达到最大值,为5.00 ~ 6.18 g/(m2d),随后开 始下降;阔叶林的土壤呼吸速率变化相对平缓,2 种林分均为单峰曲线。阔叶林的土壤呼吸年变化幅度明显大于毛 竹林。2)单因子分析表明,毛竹林的土壤呼吸速率与土壤温度和大气温度呈显著正相关,阔叶林的土壤呼吸速率 与土壤温度和土壤含水量呈显著正相关,与大气温度呈显著负相关。阔叶林的土壤呼吸速率与气象因子比毛竹林 保持更高的一致性。3)通径分析显示,土壤温度和大气温度是影响毛竹林土壤呼吸速率的主要因子。土壤温度和 土壤含水量是影响阔叶林土壤呼吸速率的主要因子。      

生长季毛竹林空气颗粒物日变化规律研究*

本文以福州旗山森林公园毛竹林为例,对生长季毛竹林内外空气颗粒物日变化进行了观测,结果发现：(1)林内和林缘空气颗粒物日变化曲线均呈“二峰二谷”型,只是林缘出现波峰和波谷时间有所提前或滞后。林内与林缘在11:00-13:00、17:00-19:00出现全天的二个高峰;在7:00-9:00、15:00-17:00出现全天的二个低谷。林内颗粒物以细颗粒为主,而林缘则以粗颗粒物为主。(2)对于毛竹林外,各种不同粒径空气颗粒物日变化趋势基本一致,只是出现峰值和低谷的时间细颗粒物较粗颗粒物有所提前或者滞后。(3)各粒径颗粒物浓度与空气温度 、相对湿度、光照强度均呈正相关,与平均风速呈负相关,且林缘的颗粒物浓度与风速呈显著负相关。     

安吉毛竹林生态系统光合作用特征及其环境影响因子研究

以浙江省安吉县毛竹(Phyllostachy sedulis)林生态系统为研究对象,利用开路涡度相关系统测定了2014年毛竹林生态系统CO2通量特征,首次利用涡度相关法分析了毛竹林生态系统光合作用特征及其影响因子。结果表明:生态系统最大光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)和初始量子效率(α)均具有明显的月变化特征,各参数的变化范围分别为0.376 5~1.525 7 mg/(m2·s)、0.001 6~0.002 4 mg/(m~2·s)、0.078 5~0.269 5 mg/μmol,毛竹林总生态系统生产力GEP年总量为1 596.22 g C/(m~2·a)。影响毛竹林生态系统Pmax和GEP的主要环境因子是温度、光合有效辐射、叶面积指数和饱和水汽压差,Pmax和GEP均随着温度、光合有效辐射和一定范围内的叶面积指数的增加而增长,SWC50 cm也是影响Pmax和GEP的重要环境因子(P0.05),SWC5 cm对二者的影响均不明显(P0.05)。     

生长季毛竹林内和林缘空气颗粒物日变化规律研究

本文以福州旗山森林公园毛竹林为研究对象,对生长季毛竹林内、林缘空气颗粒物日变化进行了观测,结果表明,林内和林缘空气颗粒物日变化曲线均呈“二峰二谷”型,但林缘出现波峰和波谷时间有所提前或滞后。林内与林缘在11:00—13:00、17:00—19:00出现全天的2个高峰;在7:00—9:00、15:00—17:00出现全天的2个低谷。林内颗粒物以细颗粒(PM1.0、PM2.5)为主,而林缘则以粗颗粒物(PM10、TSP)为主。在毛竹林缘处,4种不同粒径的颗粒物浓度日变化趋势基本一致,但峰值和低谷的时间细颗粒物较粗颗粒物有所提前或者滞后。各粒径颗粒物浓度与空气温度、相对湿度、光照强度均成正相关,而与平均风速成负相关,且林缘处的颗粒物浓度与风速成显著负相关。     

南京城郊毛竹林内外气温及土壤温度特征

为揭示毛竹(Phyllostachys edulis)林调节林内气温及土壤温度的作用。使用Decagon微气象监测系统对南京城郊毛竹林内太阳辐射(RAR)、气温(Tr)及0~40 cm土层土壤温度(Ts)等因子进行长期监测,以裸地的试验观测作为对照,分析了南京城郊毛竹林内Tr及Ts变化特征规律。结果表明:林内RAR呈多峰曲线变化,毛竹林能有效削减林内RAR,夏秋季尤其明显;裸地与林内Tr变化趋势一致,均呈单峰曲线变化,毛竹林具有在夜间提高林内Tr在白天降低林内Tr的作用,春夏秋冬季毛竹林均能降低林内月均Tr(约0.5℃);浅层Ts日变化呈正弦函数图像,并随着土壤深度的增加,Ts日变化幅度越小,春夏秋季,同一土层,裸地Ts高于林内Ts,并随土壤深度的增加,两者差异越不显著,Ts季节变化曲线与林内Tr季节变化曲线一致,毛竹林在夏季具有降低Ts(约为1℃)冬季具有升高Ts的作用(2~4℃);毛竹林可以滞后Ts最值出现时刻30~90 min;裸地与林内RAR、Tr及各土层Ts均呈极显著的相关性(P0.01)。毛竹林在降低林内Tr、缓和林内Ts变化和调节Ts方面具有极显著作用。     

准噶尔盆地荒漠-绿洲过渡区土壤呼吸特征

【目的】研究干旱区典型山盆结构下不同土地利用方式的土壤呼吸特征,为干旱区碳过程阐明提供数据支持。【方法】通过LI-8100碳通量测定系统对西北干旱区典型荒漠-绿洲过渡带的自然植被和人工作物覆盖下的土壤呼吸进行两个植物生长时期的监测。【结果】不同植被覆盖条件的土壤呼吸日变化均呈单峰曲线,且日呼吸速率最高值出现在14:00～16:00,最低值出现在02:00～04:00;植物花期的土壤呼吸速率平均值明显高于凋败期;土壤0～5、5～10、10～20 cm温度日变化与土壤呼吸速率变化趋势极为接近。【结论】不同土地利用/覆盖下土壤呼吸特征差异性明显,土壤温度是影响土壤呼吸的关键因子。     

模拟增温对高寒地区农田土壤呼吸日动态特征的影响

【目的】研究高原高寒农田生态系统土壤呼吸的温度、体积含水量响应特征，为科学评估西藏农田生态系统土壤碳周转和全球气候变暖背景下研究青藏高原高寒农田生态系统土壤呼吸提供理论支持。【方法】以西藏农牧学院试验农场幼苗期青稞农田为研究对象，设置增温（2.0±0.5） ℃和对照两个处理，采用LI-8100土壤呼吸监测系统，于2017年5月6日、5月8日-5月13日对农田土壤呼吸速率进行实时监测，分析土壤温度和土壤体积含水量对幼苗期青稞农田昼、夜间土壤呼吸速率特征动态变化的影响以及土壤呼吸作用对增温的响应特征。【结果】（1）增-温处理和对照的土壤温度、体积含水量及土壤呼吸速率均表现为单峰型日变化特征。就土壤温度而言，增温处理最高值出现在12:00-14:00，对照最高值出现在14:00-16:00；两者最低值均出现在00:00-07:00。就土壤体积含水量而言，增温处理和对照日最大值均出现在02:00-09:00；最小值出现时间存在差异，增温处理出现在14:00-17:00，对照出现在14:00-19:00。增温处理和对照的土壤呼吸速率日峰值分别出现在14:00-16:00和15:00-17:00；最小值均出现在07:00-09:00。（2）17:00-07:00两个处理土壤呼吸速率与土壤温度、体积含水量呈极显著线性关系，08:00-16:00两个处理速率变化滞后效应表现不同。（3）通过双变量回归模型拟合土壤呼吸与温度、体积含水量的复合关系可知，土壤温度、体积含水量的协同影响更能反映实际情况。【结论】增温能在短期内显著改变土壤水热条件，促进有机碳分解，加大土壤CO₂排放速率。     

准噶尔盆地南缘两种土地利用方式土壤呼吸特征

在准噶尔盆地南缘利用Li-8100开路式土壤碳通量测量系统观测防护林地和农地土壤呼吸速率,同时观测土壤温湿度及近地面气温,分析温湿度对土壤呼吸速率的影响.结果表明,农地土壤呼吸速率显著高于防护林地(P<0.01);两者土壤呼吸速率日变化和季节变化均表现为单峰曲线,日变化最高值出现在12:00-14:00,防护林地在6月...     

岩茶生长季节土壤呼吸日变化特征研究

于2014年3～5月通过室外定位观测10年生岩茶生长季节土壤呼吸速率从8:00到18:00的动态变化,探讨了岩茶土壤呼吸速率与土壤温度、土壤湿度的相关性.结果表明:岩茶3～5月生长季节土壤呼吸速率的变化范围为0.63～3.56 μmol CO2/m2·s,土壤呼吸的温度敏感性指数Q10在1.74～2.52之间.岩茶土壤呼吸速率的日变化趋势为单峰曲线,最大值出现在14:00,最小值出现在8:00,土壤呼吸速率在4、5月明显增大.茶园土壤呼吸速率与不同深度的土壤温度呈显著的指数关系,且10～15 cm深度的土壤温度对土壤呼吸速率的影响最为显著.Q10与土壤温度呈负相关,在3月及较深土层较大.土壤含水量与土壤呼吸速率间的相关性不显著.     

秋季毛竹林空气颗粒物浓度与气象因子相关性分析

城市森林内空气悬浮颗粒物浓度的状况直接反映城市森林对空气颗粒物的净化功能,城市森林空气质量的好坏关系到人们的身体健康状况,本研究对秋季福州旗山森林公园的毛竹林内空气颗粒物浓度日变化进行了监测。结果表明,毛竹林内颗粒物浓度总体日变化趋势呈"W"形,即15:00和19:00出现2个高峰、9:00和17:00出现2个低谷;不同粒径颗粒物浓度日变化均无显著差异,细颗粒物浓度的日变化不及粗颗粒物浓度的日变化敏感,且出现高峰的时间较粗颗粒物滞后;林内颗粒物主要由PM10和PM2.5组成,且PM10与PM2.5的变化趋势受颗粒物浓度的变化的影响较大;气象因子和天气条件对颗粒物浓度(特别是粗颗粒物)的影响较大,颗粒物的浓度与相对湿度成正相关关系,与温度、风速、光照等均成负相关关系。     

天山北坡典型草地土壤呼吸特征及其对环境因子的响应

为揭示天山北坡不同类型草地的土壤呼吸规律,采用土壤碳通量测量系统LI-840A对天山北坡荒漠草原和灌丛草甸土壤呼吸（soil respiration,R_s）日变化和季节动态进行监测,并利用多元回归模型分析温度和水分对草地土壤呼吸的协同影响。结果表明,2种草地类型生长季土壤呼吸速率均表现为日间先增高后降低,夜间较平缓的日变化趋势,日最大排放速率出现在12:00—16:00,最小值出现在6:00—7:00左右;灌丛草甸生长季各个月份的土壤呼吸速率均高于荒漠草原。2种草地类型土壤呼吸速率与温度均呈指数相关;土壤含水量与灌丛草甸土壤呼吸速率的相关性高于与荒漠草原土壤呼吸速率的相关性;土壤呼吸速率受5 cm土壤温度（T）和5 cm土壤含水量（W）的影响显著,荒漠草原土壤呼吸速率与二者之间满足最佳拟合模型R_s=130.515e^0.031TW^2.513,灌丛草甸满足最佳拟合模型R_s =-1.290+0.010T+28.007W+1.199TW。研究结果揭示了荒漠草原和灌丛草甸土壤呼吸的变化规律,为天山北坡草地碳循环研究提供基础数据和理论支持。     

短期模拟增温对杭州湾滨海湿地芦苇群落土壤呼吸速率的影响

采用原位OTCs模拟增温和LICOR-6400-09土壤呼吸室法,研究了杭州湾滨海湿地芦苇群落土壤呼吸及土壤酶活性对温度升高的响应.结果表明,通过短期的模拟增温,土壤呼吸速率与对照相比提高了17.36%;增温和对照的土壤呼吸速率日变化幅度分别为:3.23±0.29和2.75±0.68μmol/(m2.s);日动态变化呈单峰曲线,峰值出现在14:00左右,最低值在早上6:00;增温和对照下的土壤呼吸速率与10cm土壤温度呈极显著的指数相关性(p<0.01);与空气温度呈显著性指数相关性(p<0.05);增温和对照处理下Q10值分别为:3.42和2.74;在0～10cm土层,β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶活性比对照有显著的提高(p>0.05),脲酶酶活性也有一定的提高(0.76%),碱性磷酸酶活性比对照略有降低(2.54%).     

Effects of N-applications and photosynthesis of maize (<Emphasis Type="Italic">Zea mays</Emphasis> L.) on soil respiration and its diurnal variation

In order to understand the relationship of soil respiration to N-applications and photosynthesis, a soil pot experiment of planting maize with two N-applications was conducted. During the trumpeting stage, maize plants were shaded for three days and soil respiration was sampled by static chamber method and measured by gas chromatography. A clear diurnal cycle of soil respiration rate (SRR) showed a single peak curve in which the rate crested at about 14:00 during a day-night period and the daily average SRR was very close to that between 18:00 and 21:00. The SRR increased with soil N-application and the measured average SRR in three days was 29% higher in high N-application (HN, 300 mg·kg⁻¹ of N) than that in low N-application (LN, 150 mg·kg⁻¹ of N). The shaded plants significantly decreased the SRR and its diurnal variation. The soil respiration within the first, second and third day-night decreased to about 21%, 50% and 65%, respectively compared with the un-shaded plants. Under non-shading treatments, the exponential relativity of SRR was significantly dependent on temperature but not on time, while in shaded plants, it was significantly dependent on both temperature and shading time, with the relative coefficient to shading time significantly higher than that to temperature. In summary, soil N-application could increase the soil respiration, while the shaded plants not only decreased the SRR and its diurnal variation but also altered the relationship between the SRR with temperature, thus the soil respiration during maize growth was mainly derived from the recent photosynthates. Photosynthesis, together with temperature, are the key factors controlling the diurnal variation of soil respiration.     

青海高寒区5种典型林分土壤呼吸季节变化及其影响因素

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,也是影响全球气候变化的重要因素。研究土壤呼吸及其对环境因素的响应,对准确估计全球碳循环系统的收支平衡有重要意义。高寒区是陆地生态系统的重要组成部分,研究该区域环境因素对土壤呼吸的影响有助于深刻了解高寒区的土壤碳循环过程。本研究采用动态密闭气室红外CO2分析法,以青海高寒区的5种典型林分(华北落叶松林、云杉林、云杉-华北落叶松混交林、云杉-白桦混交林、白桦林)为对象,研究不同林分类型生长季土壤呼吸的变化规律及其与环境因子的关系。结果表明:5种林型土壤呼吸速率的大小为云杉林白桦林云杉-华北落叶松混交林华北落叶松林云杉-白桦混交林。土壤呼吸具有明显的季节变化,并在7月份达到最大值。云杉-华北落叶松混交林的土壤呼吸季节间变化幅度最大,华北落叶松林的变化幅度最小,最大土壤呼吸分别是最小土壤呼吸的17.36和1.83倍。华北落叶松林的土壤呼吸与土壤温度没有相关关系,与大气温度正相关(R2=0.75)且呈幂函数模型,与土壤水分含量负相关,其他4种林型的土壤呼吸与大气温度和土壤温度均呈现很好的正相关关系(R2=0.80~0.94),且与大气温度和土壤温度均呈幂函数模型,与土壤水分含量不相关。土壤呼吸对凋落物量的增加产生正响应,且凋落物呼吸在混交林内所占的比重大于纯林。      

晋西黄土区土壤呼吸日变化特征及其与环境因子的关系

土壤呼吸是陆地生态系统的碳循环中土壤碳的主要输出途径,利用便携式土壤呼吸测定仪LCpro+对晋西黄土区6种典型植被类型进行土壤呼吸速率的测定,另外同时测量相关的温度、湿度等环境因子,进而对土壤呼吸的日变化特征及与土壤温度和土壤湿度进行简单相关性分析和回归分析。结果表明:试验区内不同植被类型土壤呼吸速率日变化呈单峰型,中午12:00~13:00最大,凌晨5:00~6:00最小,均值由大到小依次为耕地(5.846)、次生林(4.305)、油松林(3.858)、刺槐林(3.456)、灌草地(2.220)、荒草地(1.355),退耕还林有利于减少土壤CO2输出;土壤呼吸与土壤温度的回归分析符合指数正相关关系,Q10值由大到小依次为灌草地(2.03)、耕地(1.88)、荒草地(1.86)、次生林(1.82)、油松林(1.75)、刺槐林(1.73),土壤呼吸与土壤湿度关系为对数模型的负相关模型,由多元回归分析得出土壤呼吸最主要的决定力是土壤温度。     

博斯腾湖人工和天然芦苇湿地土壤呼吸动态变化规律及其影响因素

为研究干旱区淡水湖泊湿地土壤呼吸作用的动态变化及其影响因素,以博斯腾湖人工和天然芦苇(Phragmites australis)湿地为样地,于2014年11月—2015年9月,利用LI-840A土壤碳通量自动测定仪对土壤呼吸的日变化和季节动态进行了监测。结果表明:人工、天然芦苇湿地土壤呼吸速率的日变化表现为明显的单峰曲线,且呈现出一定的波动性;两种芦苇湿地土壤呼吸速率均具有明显的季节变化特征,生长旺盛期(7—8月)的土壤呼吸作用最强,越冬期(11月)土壤呼吸作用最弱;博斯腾湖芦苇湿地土壤呼吸速率为正值,且人工芦苇湿地土壤呼吸速率高于天然芦苇湿地;5 cm深土壤温度、近地表温度和空气相对湿度是土壤呼吸速率的主要影响因素;人工、天然芦苇湿地土壤呼吸速率均与土壤p H和盐分呈负相关,而与土壤有机碳呈正相关。     

太行山南麓栓皮栎人工林光合作用对土壤呼吸的影响

  目的  探究光合作用对土壤呼吸的影响并构建新的土壤呼吸模型,可以提高对研究区域土壤呼吸变化的解释程度,为准确估算太行山南麓土壤呼吸强度与碳收支平衡提供理论依据。  方法  以太行山南麓栓皮栎人工林为研究对象,采用野外控制实验,通过断根与非断根处理对照,分析光合产物对土壤呼吸的贡献比例。并通过土壤呼吸与土壤温湿度及光合数据进行模型拟合,探究加入光合因子是否能对传统土壤呼吸模型进行优化。  结果  在小时尺度上,土壤温度是影响栓皮栎林土壤呼吸的主要因子,两者呈显著指数相关关系（R2 = 0.74,P < 0.01）;在日间尺度上,土壤呼吸与温度的变化曲线并不一致,各个月份土壤温度在10:00—18:00均呈现持续增加的状态,但土壤呼吸速率并未呈现相同的规律,其日变化呈现单峰或双峰曲线,一般在14:00—16:00之间出现最高点。不同处理下土壤呼吸温度敏感性Q₁₀值存在差异,断根处理组分（1.90） > 非断根组分（1.77）,表明除温度外存在其他因子对土壤呼吸速率产生影响。研究显示,林木光合作用对土壤呼吸影响占比最高可达到36.5%,光合作用与土壤呼吸存在显著线性相关关系（R2 = 0.39,P < 0.01）,将光合速率加入土壤呼吸模型能显著提高土壤呼吸拟合的R2值。  结论  土壤呼吸是一个受多因素共同影响的复杂过程,仅根据单因素的作用规律来分析和预估土壤呼吸是不全面的,土壤温度只能单独解释土壤呼吸74%的变异,而不同模型中土壤温度和光合两个因子共同决定了土壤呼吸80%以上的变异,其模型拟合度最高可达到0.81。      

苏北不同杨树人工林经营模式下土壤呼吸日变化观测与测定方法比较

采用动态密闭气室法(IRGA)对苏北地区具有代表性的4种杨树人工林经营模式和农田对照的土壤呼吸进行了日动态观测,同时采用碱液吸收法(AA)测定土壤日呼吸速率,并把两种方法测定的结果进行了比较。结果表明:①采用动态密闭气室法(IRGA)和碱液吸收法(AA)测定土壤日呼吸速率范围分别为3 065~5 880 mgCO2-C/(m2.d)和1 060~1 697 mgCO2-C/(m2.d)。AA法测定结果均低于IRGA法,平均为IRGA法测定结果的33.8%,两者测定结果的线性相关性达到显著水平,线性关系为IRGA=3.8231A-A1118。②P1和P2模式下杨树根系呼吸分别占土壤总呼吸量的47.9%和13.5%。③土壤呼吸日变化为单峰型曲线,峰值出现在13:00~17:00,与温度变化有很好的一致性。